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梯度纳米结构金属材料制备及力学性能研究现状 被引量:8
1
作者 闫佳鹤 杜一飞 冯运莉 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1-13,共13页
近年来,在金属材料中引入梯度结构一直是研究热点,相较于单一结构材料,多级纳米结构材料可在变形过程中通过不同特征尺寸的结构相互协调,进一步优化材料的力学性能。结合现有研究成果,简要介绍了制备梯度纳米结构金属材料中的表面机械... 近年来,在金属材料中引入梯度结构一直是研究热点,相较于单一结构材料,多级纳米结构材料可在变形过程中通过不同特征尺寸的结构相互协调,进一步优化材料的力学性能。结合现有研究成果,简要介绍了制备梯度纳米结构金属材料中的表面机械处理、累积叠轧+退火、激光冲击喷丸和物理或化学沉积等技术。根据微观组织特征定义了梯度纳米晶结构、梯度纳米孪晶结构、梯度纳米层片结构和梯度晶粒尺寸和孪晶厚度结构4种基本结构类型,总结了梯度纳米结构金属材料的强-塑协同效应、抗疲劳性能和耐磨性能等主要力学性能,讨论了其未来发展所面临的挑战。 展开更多
关键词 梯度纳米结构金属材料 制备方法 微观组织 力学性能
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表面纳米化技术制备梯度纳米结构金属材料的研究进展 被引量:15
2
作者 贺琼瑶 吴桂林 +5 位作者 刘聪 刘静 杨小奎 周堃 张伦武 项运良 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期267-276,295,共11页
多数工程结构材料的失效都是从表面的薄弱环节开始发生或者传导,从而引起材料的性能下降,使用寿命缩短。受生物材料的梯度结构启发,近年来开发了多种表面纳米化技术,成功在工程材料表面制备了晶粒尺寸从表层纳米尺度连续变化到内部宏观... 多数工程结构材料的失效都是从表面的薄弱环节开始发生或者传导,从而引起材料的性能下降,使用寿命缩短。受生物材料的梯度结构启发,近年来开发了多种表面纳米化技术,成功在工程材料表面制备了晶粒尺寸从表层纳米尺度连续变化到内部宏观尺度的梯度纳米结构,强化和保护了材料表面,有效地解决了上述问题。结合国内外表面纳米化的研究结果,综述了金属材料梯度纳米材料的研究进展。首先,介绍了梯度塑性变形、物理化学沉积等表面纳米化加工技术的最新进展。其次,对梯度等轴纳米晶、梯度纳米层片和梯度纳米孪晶等多种表面纳米化材料的微观结构进行了归纳,并对最新发展的梯度纳米结构材料表层晶粒的晶体学取向等微观信息表征方法进行了系统地阐述。随后,总结了梯度纳米结构对工程材料的表面强度、塑性、强-塑匹配、加工硬化、疲劳、耐磨、腐蚀和热稳定性等性能的影响。最后展望了表面纳米化技术制备梯度纳米结构金属材料的发展趋势及工程应用所面临的挑战。 展开更多
关键词 表面纳米 梯度塑性变形 物理沉积 化学沉积 纳米结构 微观结构 摩擦
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梯度结构金属材料的制备方法和力学性能研究进展 被引量:1
3
作者 高瑞泽 王亚强 +3 位作者 张金钰 杨红艳 刘刚 孙军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期13-24,共12页
金属结构材料是保障国防建设、航空航天和机械工程等领域快速发展的物质基础,向其中引入梯度组织可以使不同尺寸的结构单元相互协调作用,突破单一均质材料的性能短板,有效改善金属材料的综合服役性能。本文围绕近几年国内外梯度结构金... 金属结构材料是保障国防建设、航空航天和机械工程等领域快速发展的物质基础,向其中引入梯度组织可以使不同尺寸的结构单元相互协调作用,突破单一均质材料的性能短板,有效改善金属材料的综合服役性能。本文围绕近几年国内外梯度结构金属材料的相关研究和进展,首先介绍了梯度结构金属材料的制备方法和工艺原理,并总结了其优点与局限性;其次对梯度金属材料的微观组织结构进行了阐释,论述了梯度结构金属材料的服役性能特点,包括强度、塑性、摩擦磨损性能、疲劳损伤性能和耐腐蚀性能,提出了调控梯度结构金属材料服役性能的优化策略;最后对其未来研究方向和面临的挑战进行了展望。 展开更多
关键词 梯度结构金属材料 微观组织 制备方法 力学性能 疲劳性能 腐蚀性能
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金属材料表面纳米化研究与进展 被引量:3
4
作者 杨庆 徐文文 +2 位作者 周伟 刘璐华 赖朝彬 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期20-33,共14页
大多数金属材料的失效都是从其表面开始的,进而影响整个材料的整体性能。研究表明,在金属材料表面制备纳米晶,实现表面纳米化,可以提升材料的表面性能,延长其使用寿命。金属材料表面纳米化是指利用反复剧烈塑性变形让表层粗晶粒逐步得... 大多数金属材料的失效都是从其表面开始的,进而影响整个材料的整体性能。研究表明,在金属材料表面制备纳米晶,实现表面纳米化,可以提升材料的表面性能,延长其使用寿命。金属材料表面纳米化是指利用反复剧烈塑性变形让表层粗晶粒逐步得到细化,材料中形成晶粒沿厚度方向呈梯度变化的纳米结构层,分别为表面无织构纳米晶层、亚微米细晶层、粗晶变形层和基体层,这种独特的梯度纳米结构对金属材料表面性能的大幅度提升效果显著。根据国内外表面纳米化的研究成果,首先对表面涂层或沉积、表面自纳米化以及混合纳米化3种金属表面纳米化方法进行了简要概述,阐述了各自优缺点,总结了表面自纳米化技术的优势,在此基础上重点分析了位错和孪晶在金属材料表面自纳米化过程中所起的关键作用,提出了金属材料表面自纳米化机制与材料结构、层错能大小有着密不可分的联系,对金属材料表面自纳米化机制的研究现状进行了归纳;阐明了表面纳米化技术在金属材料性能提升上的巨大优势,主要包括对硬度、强度、腐蚀、耐磨、疲劳等性能的改善。最后总结了现有表面强化工艺需要克服的关键技术,对未来的研究工作进行了展望,并提出将表面纳米化技术与电镀、气相沉积、粘涂、喷涂、化学热处理等现有的一些表面处理技术相结合,取代高成本的制造技术,制备出价格低廉、性能更加优异的复相表层。 展开更多
关键词 金属材料 表面纳米 梯度纳米结构 纳米化机理 表面性能
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新型纳米结构金属材料的力学性能及变形机制 被引量:7
5
作者 曲绍兴 周昊飞 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期338-375,共38页
"纳米结构"化是金属及其合金材料获得优异力学性能的有效途径.纳米结构金属材料表面或内部的缺陷,包括晶界、位错、孪晶、孔洞、裂纹、第二相等,其形核、演化及互相作用对材料的强度和韧性具有重要影响.该文综述了与上述科学... "纳米结构"化是金属及其合金材料获得优异力学性能的有效途径.纳米结构金属材料表面或内部的缺陷,包括晶界、位错、孪晶、孔洞、裂纹、第二相等,其形核、演化及互相作用对材料的强度和韧性具有重要影响.该文综述了与上述科学问题相关的新型纳米结构金属材料的微观组织结构表征及力学性能测试、强韧化机制计算模拟方面的研究进展.并讨论了急需从微观尺度上就新型纳米结构金属材料的特征力学行为和关键变形机制开展深入、系统研究. 展开更多
关键词 纳米结构 金属材料 结构表征 力学性能测试 强韧性能 计算模拟
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梯度结构金属材料研究进展 被引量:23
6
作者 李毅 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期-,共8页
随着国民经济的快速发展,人们对金属材料的要求日益增加,这就要求金属材料在具有高强度的同时,也需要其具有良好的韧性、耐磨性、耐腐蚀性、高疲劳强度等性能。梯度结构是一种成分、组织或相(或组元)逐渐向另一成分、组织或相(或组元)... 随着国民经济的快速发展,人们对金属材料的要求日益增加,这就要求金属材料在具有高强度的同时,也需要其具有良好的韧性、耐磨性、耐腐蚀性、高疲劳强度等性能。梯度结构是一种成分、组织或相(或组元)逐渐向另一成分、组织或相(或组元)过渡的结构。这种结构不仅能有效避免尺寸突变引起的性能突变,还能使材料具有不同特征尺寸的结构相互协调,使材料的整体性能和使役性能得到极大优化和提升,为实现材料强韧性的完美匹配和多功能性提供了一个重要方向。介绍了梯度结构金属材料的研究背景、制备方法、优异性能及最新研究进展,并探讨了梯度结构金属材料的研究方向和应用前景。 展开更多
关键词 梯度结构金属材料 梯度 制备方法 强韧性匹配 多功能性 发展前景
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离子减薄法对纳米金属材料微结构的影响 被引量:3
7
作者 李永洪 高愈尊 张泰宋 《电子显微学报》 CAS CSCD 1998年第2期187-189,共3页
采用液氮冷却和常温条件下的Ar离子减薄法制备了纳米金属材料的透射电子显微镜样品。观察发现液氮冷却条件下离子减薄的试样中,仍具有纳米相材料的微结构特征,而在常温下减薄的样品中已有一些异常长大的晶粒。
关键词 离子减薄 纳米金属材料 结构
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梯度纳米结构材料疲劳性能的研究现状
8
作者 刘洋 吴利翔 +4 位作者 王诗槐 马海滨 葛洪恩 廖业宏 任啟森 《热加工工艺》 北大核心 2024年第16期15-19,共5页
在原始晶粒尺寸较大的基体上构建一层梯度纳米结构层可有效提升材料疲劳性能已得到证实。介绍了表面纳米化技术制备工艺方法,并对其特点进行描述。随后总结了不同制备工艺、不同交变应力状态梯度纳米结构材料疲劳性能研究结果,并就梯度... 在原始晶粒尺寸较大的基体上构建一层梯度纳米结构层可有效提升材料疲劳性能已得到证实。介绍了表面纳米化技术制备工艺方法,并对其特点进行描述。随后总结了不同制备工艺、不同交变应力状态梯度纳米结构材料疲劳性能研究结果,并就梯度纳米结构层对疲劳性能的影响进行分析。相比于直接在金属材料表面涂敷涂层,经过表面纳米化处理后的基体表面制备或涂敷涂层材料会显著改善疲劳性能。针对梯度纳米结构材料热稳定性问题进行讨论,总结了提高热稳定性的理论方法,以为后续高温疲劳性能改善提供参考。 展开更多
关键词 梯度纳米结构 疲劳性能 热稳定性
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金属材料中梯度结构的研究进展 被引量:2
9
作者 张淇萱 杨新诚 李才巨 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第2期38-40,共3页
对近年来金属材料梯度结构的研究进展作了简要综述,介绍了梯度结构的制备工艺,以及梯度结构对金属材料性能的影响。探讨了梯度结构在基础科学中存在的问题,并对其在工业中的应用做了展望。
关键词 金属材料 梯度结构 制备工艺 性能
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金属材料表面纳米化的研究现状 被引量:93
10
作者 刘刚 雍兴平 卢柯 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2001年第3期1-5,共5页
概述金属材料表面纳米化研究的现状,包括表面纳米化的基本原理、制备方法、结构特征和功能特性,并对表面纳米化研究的发展进行展望。
关键词 金属材料 表面纳米 结构 性能
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机械加工法实现金属材料表面自身纳米化的研究进展 被引量:10
11
作者 巴德玛 马世宁 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期92-95,共4页
综述了机械加工法实现金属材料表面自身纳米化的研究现状,分别从制备方法、纳米化层的形成机制、纳米化层的特点和性能等方面的研究进展进行了阐述,并对表面自身纳米化技术的发展趋势进行了简单的分析。
关键词 表面机械加工法 金属材料 表面自身纳米 纳米结构 性能
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纳米金属材料计算机模拟研究进展 被引量:1
12
作者 王建军 宋武林 +1 位作者 郭连贵 谢长生 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期99-101,118,共4页
纳米金属材料在新材料研究领域中有着广泛的应用。计算机模拟理论处理方法和计算能力的不断发展,使得纳米金属材料结构、性能及内在机制的计算机模拟研究将成为纳米材料研究领域最为基础、最为前沿的课题。综述了计算机模拟在纳米金属... 纳米金属材料在新材料研究领域中有着广泛的应用。计算机模拟理论处理方法和计算能力的不断发展,使得纳米金属材料结构、性能及内在机制的计算机模拟研究将成为纳米材料研究领域最为基础、最为前沿的课题。综述了计算机模拟在纳米金属材料微观结构、性能及内在机制方面的研究进展。 展开更多
关键词 纳米金属材料 结构 性能 计算机模拟
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金属表面梯度纳米结构的切削制备技术 被引量:3
13
作者 潘延安 付秀丽 +1 位作者 安增辉 谢安冉 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期59-65,86,共8页
在工件表面覆盖一层梯度纳米结构提高其硬度、抗疲劳强度、抗腐蚀强度等服役性能,已成为一种重要的表面强化技术。塑性变形是表面梯度纳米结构形成的一种有效途径,而切削加工作为一种典型的塑性变形过程(应变可达13,应变率可达106s-1)... 在工件表面覆盖一层梯度纳米结构提高其硬度、抗疲劳强度、抗腐蚀强度等服役性能,已成为一种重要的表面强化技术。塑性变形是表面梯度纳米结构形成的一种有效途径,而切削加工作为一种典型的塑性变形过程(应变可达13,应变率可达106s-1)满足了这一要求。对国内外相关研究成果进行梳理,从切削加工制备梯度纳米结构的理论基础入手,通过阐明塑性变形-应变、应变率-位错等之间的关系,描述切削过程中切削表面与切屑的微观组织演变,并结合有限元仿真分析和切削加工实验对切削加工过程中制备梯度纳米结构的可行性进行分析。具体阐述了切削制备技术的特点与优势,如缩短工件生产周期,降低生产成本,提高加工效率,拓展加工范围等;提出切削制备梯度纳米结构所面临的一些基础性难题,例如,晶粒细化机理和微观组织演变过程存在争议,切削过程中切削热引起再结晶问题,形成的梯度纳米结构难以达到服役要求等。最后,对切削制备技术发展过程中所要突破的关键技术及未来应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 切削表面 梯度纳米结构 晶粒细化 应变 应变率 塑性变形 服役性能
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具有梯度结构的静电纺聚酰胺6珠粒纤维/纳米纤维空气过滤材料研究 被引量:10
14
作者 刘兆麟 张威 《现代纺织技术》 2018年第2期1-6,共6页
采用双喷静电纺丝法制备聚酰胺6(PA6)珠粒纤维/纳米纤维复合滤膜,研究珠粒纤维溶液质量分数和珠粒纤维/纳米纤维溶液质量比对滤膜形貌结构和过滤性能的影响,探讨过滤机制,开发出具有梯度结构的珠粒纤维/纳米纤维高效低阻空气过滤材料。... 采用双喷静电纺丝法制备聚酰胺6(PA6)珠粒纤维/纳米纤维复合滤膜,研究珠粒纤维溶液质量分数和珠粒纤维/纳米纤维溶液质量比对滤膜形貌结构和过滤性能的影响,探讨过滤机制,开发出具有梯度结构的珠粒纤维/纳米纤维高效低阻空气过滤材料。结果表明,当制备珠粒纤维及纳米纤维的溶液质量分数分别为10%、18%,珠粒纤维/纳米纤维溶液质量比为3/7时,滤膜的过滤品质因子最高。在纳米纤维中加入恰当比例的珠粒纤维可以使滤膜变得蓬松,形成空间网状曲折微孔,在保证过滤效率的同时降低过滤阻力。进一步控制珠粒纤维/纳米纤维溶液质量比依次为2/8、3/7、4/6,叠加形成的梯度结构珠粒纤维/纳米纤维过滤材料的过滤效率和阻力压降可达99.1%和116Pa。 展开更多
关键词 静电纺丝 珠粒纤维 纳米纤维 梯度结构 空气过滤材料
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梯度结构纳米纤维膜的制备及其对啤酒除菌过滤性能
15
作者 王子傲 黄朋 +5 位作者 程盼 刘轲 向阳 周丰 高飞 王栋 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期29-36,共8页
啤酒在酿造过程中易被微生物污染,会显著降低啤酒的风味品质,影响其外观体验。针对该问题,以醋酸丁酸纤维素(CAB)和聚乙烯醇-乙烯共聚物(EVOH)为原料,采用熔融共混相分离纺丝方法制备出EVOH纳米纤维,通过纳米纤维浆料化和悬浮液逐层喷... 啤酒在酿造过程中易被微生物污染,会显著降低啤酒的风味品质,影响其外观体验。针对该问题,以醋酸丁酸纤维素(CAB)和聚乙烯醇-乙烯共聚物(EVOH)为原料,采用熔融共混相分离纺丝方法制备出EVOH纳米纤维,通过纳米纤维浆料化和悬浮液逐层喷涂的方法在非织造布表面制备纳米纤维梯度涂层,再采用戊二醛(GA)水溶液对其进行浸渍和交联改性,得到具有梯度结构的纳米纤维除菌膜。形貌、孔径分布及纯水通量等结构性能分析结果表明:在平均直径为450 nm的纤维层表面涂覆面密度为6 g/m^(2)、平均直径为750 nm的纤维层所得的梯度结构纳米纤维除菌膜具有最优的综合性能,可100%拦截107CFU/cm^(2)的沙雷氏菌;过滤啤酒原液后,浊度下降95%,稳定通量约为750 L/(h·m^(2));抗蛋白污染实验中,纯水通量能够恢复到初始通量的80%。这主要得益于该纳米纤维梯度除菌膜的致密小孔结构及结构稳定性,为啤酒酿造用除菌膜材料的设计和制备提供了新的思路,为改善啤酒酿造质量提供了新的过滤手段。 展开更多
关键词 纳米纤维 梯度结构过滤膜 除菌过滤 抗污性 啤酒稳定性
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梯度纳米结构轴承钢的高温摩擦磨损行为
16
作者 徐笑笑 梁斐 +3 位作者 张亚平 林研 陈翔 赵永好 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期77-87,共11页
高温轴承作为航空发动机和高铁转向架等重大机械装备的核心支承构件,其表面高温磨损失效成为制约高温轴承可靠性和耐久性的关键瓶颈问题。因此,实现高温轴承表面减摩耐磨对于国民经济和国防安全具有重要的战略意义。采用表面机械滚压技... 高温轴承作为航空发动机和高铁转向架等重大机械装备的核心支承构件,其表面高温磨损失效成为制约高温轴承可靠性和耐久性的关键瓶颈问题。因此,实现高温轴承表面减摩耐磨对于国民经济和国防安全具有重要的战略意义。采用表面机械滚压技术在CSS-42L轴承钢表面构筑梯度纳米结构(GNG),通过结构表征、高温摩擦磨损测试、磨痕形貌和亚表层结构演化分析研究GNG CSS-42L轴承钢的高温摩擦磨损行为。研究发现,轴承钢最表层的平均晶粒尺寸约为25 nm,并随深度增加而逐渐增大。对GNG CSS-42L轴承钢进行室温(25℃)至500℃范围内的高温摩擦试验,并与粗晶(CG)CSS-42L轴承钢的摩擦磨损性能相比较。结果表明,在室温25℃至350℃范围内,相比于CG CSS-42L轴承钢,GNG CSS-42L轴承钢的摩擦因数和磨损率同时降低,而500℃下两种材料的摩擦磨损性能几乎一致。通过对两种材料磨痕表面形貌和亚表层结构分析发现,GNG CSS-42L轴承钢的高耐磨性归功于梯度纳米层的高硬度和良好的应变协调能力可以有效抑制应变局域化。500℃时,GNG CSS-42L轴承钢磨痕表面发生明显氧化,氧化层的剥落导致材料磨损加剧。研究结果可以为高温轴承表面延寿提供新的研究思路和试验依据。 展开更多
关键词 梯度纳米结构 CSS-42L轴承钢 高温摩擦 氧化层 微观结构演化
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金属材料表面自纳米化技术研究进展 被引量:14
17
作者 肖旭东 李勇 +3 位作者 乔丹 赵鹏康 李鹏阳 李言 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期9-18,共10页
金属材料表层的组织结构决定了其使用性能和寿命。通过不同的方式将应变能引入金属表面,使材料表层组织纳米化,晶粒尺寸呈现自表面至基体层逐渐增大的梯度分布,并获得优异的强度-塑性匹配,从而提高材料的疲劳强度和耐腐蚀性能等。对表... 金属材料表层的组织结构决定了其使用性能和寿命。通过不同的方式将应变能引入金属表面,使材料表层组织纳米化,晶粒尺寸呈现自表面至基体层逐渐增大的梯度分布,并获得优异的强度-塑性匹配,从而提高材料的疲劳强度和耐腐蚀性能等。对表面自纳米化技术进行分类,分别介绍了各类表面自纳米化机理,表面自纳米化的特征,并简要列举影响表面自纳米化的因素,重点对表面机械处理纳米化中的表面机械研磨法、机械碾磨法、超声冲击法、超音速微粒轰击法、激光冲击强化法和高能喷丸等技术进行了对比分析,总结了表面自纳米化技术的发展趋势。 展开更多
关键词 纳米 微观组织 梯度分布 金属材料 表面技术
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碳化硅颗粒强化铜基双梯度纳米结构复合材料的制备及性能 被引量:3
18
作者 杨雷 高求 +3 位作者 刘鸿 陈何昊 肖寒月 程南璞 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期428-433,共6页
本研究通过改变β-SiC强化颗粒空间体积分数分布以及Cu基体晶粒尺寸大小分布,结合粉末冶金技术制备出碳化硅颗粒强化铜基双梯度纳米结构复合材料(Cu/SiC),实验结果表明Cu/SiC复合材料强化体与基体界面结合良好,材料的结构与性能呈明显... 本研究通过改变β-SiC强化颗粒空间体积分数分布以及Cu基体晶粒尺寸大小分布,结合粉末冶金技术制备出碳化硅颗粒强化铜基双梯度纳米结构复合材料(Cu/SiC),实验结果表明Cu/SiC复合材料强化体与基体界面结合良好,材料的结构与性能呈明显的梯度变化特征,该复合材料的强化是主要由载荷转移、加工硬化、细晶强化三者共同作用的结果。 展开更多
关键词 梯度结构 纳米结构 Cu/SiC复合 粉末冶金
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梯度纳米结构材料疲劳性能研究进展 被引量:5
19
作者 付磊 林莉 +3 位作者 罗云蓉 谢文玲 王清远 李辉 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期3114-3121,共8页
利用严重塑性变形以及电沉积等方法制备的块体纳米晶、超细晶材料具有优越的力学性能以及独特的物理化学性能,但其韧性和抗应变局域化能力显著降低,加工硬化能力消失。块体纳米晶、超细晶材料由于具有较高的强度,能有效抑制疲劳裂纹萌生... 利用严重塑性变形以及电沉积等方法制备的块体纳米晶、超细晶材料具有优越的力学性能以及独特的物理化学性能,但其韧性和抗应变局域化能力显著降低,加工硬化能力消失。块体纳米晶、超细晶材料由于具有较高的强度,能有效抑制疲劳裂纹萌生,从而有效提高应力控制循环载荷作用下的高周疲劳性能,但其塑性差,缩短了应变控制作用下的低周疲劳寿命。事实上,工程结构疲劳失效往往起源于材料表面,在循环载荷作用下,疲劳裂纹通常从材料表面萌生并向内部扩展。因此,优化材料表面微观组织结构和性能有利于提高其服役寿命。为此,近年来,人们通过开发一些新颖的表面改性方法来制备梯度纳米结构材料,这些方法也被称为表面自纳米化。与其他传统的表面改性技术相比,利用表面纳米化技术在金属材料表面制备梯度纳米结构表层,所得纳米结构表层具有硬度高、表面粗糙度小以及梯度层厚等特点。梯度纳米结构材料表层由纳米晶构成,而芯部仍然保持未变形粗晶基体结构,晶粒尺寸由表及里逐渐从纳米尺度变化到微米尺度,这一特殊的材料构筑形式使其具有优越的抗高、低周疲劳性能。目前,关于梯度纳米结构材料的力学性能,尤其是疲劳性能的研究已经成为该领域的一大研究热点,许多工程实际应用都得益于这一领域的研究成果,然而,目前尚缺乏文献系统总结这一研究成果。为此,本文系统总结了近年来关于梯度纳米结构材料疲劳性能研究的最新进展,对影响其疲劳性能的因素进行了深入分析,对梯度纳米结构材料疲劳性能研究所面临的许多亟待解决的基础科学问题进行了讨论和展望,为梯度纳米结构材料在这一工程领域的应用提供借鉴。 展开更多
关键词 梯度纳米结构材料 块体纳米金属 疲劳性能
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梯度纳米晶结构材料变形机制的理论模型研究
20
作者 丁松 周剑秋 《机电工程》 CAS 2015年第9期1151-1155,共5页
针对纳米晶材料拥有较高强度但是塑性较低的问题,对高塑性的纳米晶材料进行了归纳,对高强度高塑性的梯度纳米晶材料的微观结构和变形机制进行了研究。提出了一个基于晶粒尺寸和晶界取向角的新理论模型讨论晶粒大小为20 nm^300 nm的梯度... 针对纳米晶材料拥有较高强度但是塑性较低的问题,对高塑性的纳米晶材料进行了归纳,对高强度高塑性的梯度纳米晶材料的微观结构和变形机制进行了研究。提出了一个基于晶粒尺寸和晶界取向角的新理论模型讨论晶粒大小为20 nm^300 nm的梯度纳米晶结构的变形机制。研究了晶界滑移过程中晶界上位错的堆积情况,描述了晶界滑移和晶界迁移的能量特征。根据晶粒大小和晶界取向角这两个参数,通过能量法计算并定量分析了晶界滑移与晶界迁移能量特征之间的关系。研究结果表明,在梯度纳米晶材料中存在两种主要变形机制,相互竞争的两种变形机制最终导致梯度纳米晶材料不仅强度高而且韧性好;晶粒尺寸小于170 nm时主导变形机制为晶界迁移,大于170 nm时主导变形机制变为晶界滑移。 展开更多
关键词 梯度纳米结构 能量特征 晶界取向角 变形机制
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